Клеевые соединения для столярных изделий

С помощью клея можно создать из маломерного материала монолит­ную конструкцию любого размера и формы. Такие конструкции ме­нее подвержены короблению, растрескиванию, чем детали, изготов­ленные из массива древесины, также они обладают высокой прочнос­тью и хорошо удерживают механические крепления.

В конструкциях столярных изделий клеевые соединения широко применяются в целях увеличения размеров заготовок по ши­рине, толщине или длине.

Прочность клеевого соединения на гладкую фугу по кромке и пласти при скалывании вдоль волокон не уступает прочности цельной древесины. Прочность соединения на «ус» зависит от его длины: чем она больше, тем соединение прочнее.

Ступенчатое клеевое соединение размером на половину толщины за­готовки выполняют на станках и ручным инструментом. При этом длина ступеньки принимается равной ширине заготовки.

Соединения шурупами, стяжками, шпильками и скобами

Прочность крепления шурупами зависит от способности древесины и древесных материалов удерживать их. В конструкциях столярно-ме­бельных изделий соединение шурупами используют и как самостоя­тельный способ крепления, и как дополнительный. В случае если проч­ность крепления одними шурупами недостаточна, соединяемые дета­ли предварительно смазывают клеем.

Способность удерживать шурупы зависит от породы и плотности дре­весины: чем выше плотность, тем выше сопротивление выдергиванию шурупов.

Сопротивление выдергиванию шурупов из пласти трехслойных древесно-стружечных плит несколько выше, чем из древесины сосны, а из кромки – ниже. Однако если шурупы, ввернутые в древесно-стружечную плиту, работают при переменных нагрузках, сопротивление выдергиванию их (особенно из кромки) значительно снижается, что обусловлено способностью древесно-стружечных плит к расслаива­нию.

С увеличением диаметра шурупа и глубины его ввинчивания сопро­тивление выдергиванию так же повышается, как, например, у само­резов, плотно завертываемых электрошуруповертами на большую глу­бину.

Для соединения деталей используются также стяжки-конфирмат с шестигранной крестовой головкой, завинчиваемые при помощи спе­циальных ключей.

Часто применяют соединения металлическими шпильками и скобами. Шпильками кре­пят различные обкладки, штапики и изделия накладного декора. Ско­бы используют как вспомогательное крепление во время выполнения различных технологических операций, например при сборке рамок, а также для крепления листовых материалов из древесно-волокнистых плит и фанеры, пружин и ткани в изделиях мягкой мебели. П-образные скобы, изготовленные из плоской проволоки, забивают скобозабивными пневмопистолетами. Высота скоб, применяемых для вспо­могательного крепления, составляет 8-10 мм, для крепления пру­жин – 16 мм, а для крепления тканей – 5 мм.

СКЛЕИВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ

Цель работы - изучение видов, свойств и требований, предъявляемых к клеевым столярным соединениям. Разработка технологического процесса склеивания заготовок из древесины (выбор клея, приспособлений и оборудования).

Назначение соединения деревянных заготовок склеиванием

Склеивание применяется для следующих целей:

- получения деталей большего сечения, чем сечение исходного материала (склеивание брусков пластями);

- получения деталей большей ширины, чем ширина исходного материала (склеивание брусков кромками в плиту);

- получения деталей криволинейной формы (склеивание с одно­временным гнутьем);

- получения узлов рамочной и каркасной конструкции (склеива­ние деталей в узлы с применением шиповых соединений);

- облицовывания деталей (склеивание массивной древесины и плит со шпоном);

- соединения деталей и узлов при сборке;

- получения плит (склеивание древесных частиц).

Склеивание позволяет получить изделие заданной формы и свойств или улучшить его внешний вид. Процесс со­стоит из двух основных операций: нанесения клея на древесину и запрессовки. Количеством наносимого клея определяется толщи­на клеевого слоя и прочность клеевого соединения. Запрессовка (обеспечение определенного давления на склеиваемые детали) необходима для плотного соприкосновения склеиваемых поверх­ностей и смачивания клеевым раствором всей площади склеива­ния. Применяемые в настоящее время синтетические клеи позво­ляют интенсифицировать процессы склеивания и отверждать клеи за время, исчисляемое секундами.

Виды склеивания

Различают следующие виды склеивания: по длине, толщине и шири­не, приклеивание раскладок, склеивание с одновременным гнутьем, склеивание шиповых соединений, облицовывание шпоном, прикле­ивание декоративных деталей и склеивание разнородных материалов (наклеивание на древесину пленок, пластиков, пластмасс, тканей и металлов).

При склеивании заготовок (делянок) в щиты их следует правильно подбирать по годичным слоям, иначе они будут подвергаться короб­лению в процессе усушки или разбухания. При этом годичные слои лежащих рядом заготовок должны быть направлены в разные сторо­ны, а соединяемые кромки по возможности должны быть заболонными или ядровыми. Щиты склеивают из делянок шириной не более 100 мм.

Влажность склеиваемой древесины долж­на быть 8-10 %.

Для склеивания древесных материалов применяют синтетические клеи и клеи белковые органического происхождения (костный, мездровый, казеиновый). Синтетические клеи токсичны. В непроизводственных условиях используют белковые клеи и поливинилацетатную диспер­сию (ПВАД), которая обладает высокой адгезией, удобна в работе и практически безвредна.

Для повышения водостойкости и теплостойкости ПВАД модифици­руют, вводя в нее 4-6 массовых частей смоляного клея. Полученную таким образом смесь принято называть клеем ПВА (поливинилацетатный).

При склеивании узлов и деталей изделий необходимо выполнять следующие правила:

• склеивать можно только детали и узлы, имеющие одинаковую влажность;

• склеиваемая поверхность должна быть хорошо прострогана, очищена от грязи, жировых пятен и пыли;

• клей необходимо наносить тонким слоем (толщиной не более 0,1 мм);

• строго выполнять режимы склеивания различными клеями (выдержку для пропитки клеем древесины до запрессовки, дав­ление и температуру при прессовании, выдержку под давлени­ем и после распрессовки).

• устройства для склеивания содержать в чистоте;

• обеспечивать в цехе или в учебной мастерской необходимые влажность и температуру;

• соблюдать правила безопасности труда и пожарной безопасно­сти.

Склеивание древесины производится при температуре воздуха в по­мещении 18-22° С и относительной влажности 55-65 %.

Влажность древесины при использовании белковых клеев должна со­ставлять 9-12 %, а при применении синтетических клеев – до 15 %. Влажность древесины проверяется переносными малогабаритными электровлагомерами ЭВ-2К, ЭВД-5М, ВДС-201 и др.

Клеи, как правило, наносят на одну из склеиваемых поверхностей. При нанесении клея вручную используют кисти или щетки из щетины, кисти из луба и специальные приспособления. Для местного нанесе­ния клея удобно применять шприцы и пластмассовые емкости, на горлышко которых навинчивают полые наконечники с отверстиями. На производстве применяют специальные клеенаносящие вальцовые станки типа KB 14-1 и KB 18-1, обеспечивающие равномерное нанесе­ние синтетических клеев на склеиваемую поверхность.

Режимы склеивания

Склеивание костными клеями рекомендуется производить при давле­нии от 0,1 до 0,4 МПа, склеивание мездровым клеем – при давлении от 0,1 до 1,2 МПа. Использовать давление более 1,2 МПа не рекомендуется, так как это ведет к усадке древесины и требует сложного обо­рудования.

Для шиповых соединений на гладкую фугу рекомендуемая длитель­ность запрессовки не более 2 ч. После распрессовки детали следует выдержать до обработки около 2 суток.

Казеиновый клей наносят на обе склеиваемые поверхности. Выдерж­ка до запрессовки открытых поверхностей составляет до 6 мин, а зак­рытых – до 20 мин. Выдержка под прессом при давлении от 0,5 до 1,2 МПа – от 2 до 8 ч, а после распрессовки – 12-24 ч в зависимо­сти от размера деталей.

Расход коллагеновых (глютиновых) клеев 300-400 г/м², казеиновых – 250-350г/м².

При склеивании столярных соединений с применением клея ПВА время выдержки до запрессовки составляет 4 мин, время выдержки под давлением – 1-2 мин и в распрессованном состоянии до последу­ющей операции обработки – не менее 2 ч.

Расход раствора клея – 100-180 г/м², а клея-расплава 260 г/м².

После склеивания клеем-расплавом выдержки не требуется, заготов­ки сразу идут на дальнейшую обработку.

Карбамидоформальдегидные клеи (КФ) на основе различных смол образуют прочные соединения древесных материалов. При холодном способе склеивания отвердителем смол служит 10%-й раствор щаве­левой кислоты, а при горячем – хлористый аммоний.

Режимы склеивания карбамидными клеями приведе­ны в табл.4.1.

Таблица 4.1

Характеристики режимов склеивания различными карбамидными синтетическими клеями

Характеристика	МФ-17	М-60	М-70	Ф-Ж
Жизнеспособность клея при температуре (20±2)°С	4-8		2-4
Способ нанесения клея	На одну из склеиваемых поверхностей
Расход клея, г/м2	100-180	100-180	100-180	100-180
Давление, МПа	0,2-1,5	0,6-1,5	0,8-1,5	0,5-1,5
Направление давле­ния	Перпендикулярно плоскости клеевого шва
Температура от­верждения клеевого слоя, °С	120-130	120-130	120-130	120-130
Время отвержде­ния, с	40-50	35-45	45-50	40-50
Выдержка после распрессовки, ч	24-30	24-30	24-36	24-32

 

Клей М-70 применяют как для холодного, так и для горячего скле­ивания, используя в качестве отвердителя хлористый аммоний.

Холодный способ склеивания древесины малоэффективен и применя­ется реже, чем горячий. Нагрев клеевого слоя ускоряет процесс скле­ивания. Для нагрева клеевых слоев используют кондуктивный (кон­тактный) способ. Кондуктивный нагрев производится от плит или Других прессующих приспособлений, обогреваемых паром либо элек­тричеством. При облицовывании криволинейных поверхностей дета­лей используют конвективный или радиационный нагрев. Самый эф­фективный способ – нагрев клеевых слоев в поле токов высокой ча­стоты.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: